本发明涉及泥水处理领域，尤其涉及一种泥水沉淀分离装置及方法，包括罐体，罐体内从上至下依次固定有混凝仓、多片沉淀隔板及底部隔板，混凝仓、沉淀隔板及底部隔板上均设有下料孔，所述混凝仓顶面与罐体顶面之间形成清水仓，所述混凝仓与罐体侧壁之间、沉淀隔板与罐体侧壁之间留有与清水仓相通的流道，底部隔板与罐体侧壁无缝贴合且与罐体底面之间形成储泥仓，所述罐体上设有与清水仓连通的出水管、与混凝仓连通的进料管和进药管、与储泥仓连通的出泥管；优势在于：将泥水的絮凝沉淀工序集成在罐体内进行，罐体便于运输和循环使用，省去了现有技术中建设絮凝池的工期，大大节约了时间成本和材料成本。